自律的なDNAの動員と増殖は,細菌からの自然産物の発見を早める

科学分野:

• 微生物学
• 合成生物学
• 自然 産物 の 発見

背景:

• 抗生物質耐性 (AMR) は,抗生物質耐性遺伝子の移転によって広がります.
• バクテリアのゲノムは 謎めいた生物合成遺伝子群の中に 広大で未開拓の化学的多様性を持っています
• 伝統的なクローニング方法は,大きなゲノムDNA断片にアクセスするのに不効率です.

研究 の 目的:

• 細菌の染色体からプラズミッドに大きなDNA断片を移動させるための新しい方法を開発する.
• 以前は入手不可能だった遺伝子クラスターから 新しい天然産物を発見するために この方法を活用する
• バクテリアの生体合成経路の 探索を加速させるため

主な方法:

• バクテリア細胞内のDNAの動員と移転のためのCRISPR-Cas9ベースのシステムであるACTIMOTを開発した.
• 大量のDNA断片を*Streptomyces*染色体から複製性プラズミッドに移動させるためにACTIMOTを適用した.
• 動員されたDNA断片を使って 4つの謎の生物合成遺伝子群を活性化した

主要な成果:

• ACTIMOTは *Streptomyces*内の大きなゲノムDNA断片を効率的に動員しました.
• 4つの謎の生物合成遺伝子群が 成功して活性化されました
• 4つの異なるクラスに属する39の新しい化合物が発見されました.

結論:

• ACTIMOTは,大規模なDNA操作のための伝統的な分子クローニングの限界を克服します.
• このアプローチは 細菌のゲノムから自然産物の発見を大幅に加速します
• ACTIMOTは生物合成経路の探索と新しい生物活性化合物の発見に 大きな可能性を秘めています